哈尔滨市冬季大气可吸入颗粒物物理化学特征研究开题报告.doc

《哈尔滨市冬季大气可吸入颗粒物物理化学特征研究开题报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《哈尔滨市冬季大气可吸入颗粒物物理化学特征研究开题报告.doc（15页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 本科毕业论文开题报告 题 目：哈尔滨市冬季大气可吸入颗粒物物理化学特征研究 院 （系）： 资源与环境工程学院 班 级： 环境工程03-3班 姓 名： 王彦彪 学 号： 2号 指导教师： 刘彦飞 教师职称： 副教授 黑龙江科技学院本科毕业论文开题报告题 目哈尔滨市冬季大气可吸入颗粒物物理化学特征研究来源其他1. 研究目的和意义可吸入颗粒物污染是我国重点城市的首要污染物，且污染水平远远高于欧美等发达国家城市水平。哈尔滨是有名的冰城，亦是我国的大城市之一，因此加强哈尔滨大气可吸入颗粒物的研究，有助于进行颗粒物的来源分析、有害金属元素的时空分布规律、可吸入颗粒物的DNA的氧化性损伤以及氧化性损伤与有

2、害的金属元素和颗粒物主要类型参数的相关性研究，弄清PM的毒理机制，通过研究提出哈尔滨市空气污染的防治措施，从而为其它城市可吸入颗粒物研究提供一套可行的评价方法和手段。（1）可吸入颗粒物的污染浓度分析：研究空气中可吸入颗粒物的污染浓度直接影响着人体的健康，是广大居民普遍关心的问题。另外还要研究可吸入颗粒物的污染浓度与气象条件的关系，找出其与气象条件变化的规律，从而提出有效的预防措施。污染浓度可吸入颗粒物的来源分析：城市可吸入颗粒物的来源很多，并不是简单地来自于一种或两种源，而是多种污染源，如能源部门煤炭的燃煤、机动车尾气的排放、金属冶炼过程中金属蒸汽、生物质燃烧等的“鸡尾酒效应” 18。弄清可吸

3、入颗粒物的来源，可以提出有效的防控措施，更有针对性地治理污染源。本研究拟使用单颗粒物分析法，利用高分辨率场发射扫描电镜（FESEM）获取高质量的样品图像，从图像中可以清楚地分辨出颗粒物的微观形貌，再使用图像处理软件，获取可吸入颗粒物粒径数量浓度之间的关系。并分析出各种不同源的颗粒物对大气颗粒物的贡献率，从而提出有效控制可吸入颗粒物的防治措施12 14。（3）对可吸入颗粒物微观形貌的分析：可吸入颗粒物的类型是与来源有密切关系的，研究颗粒物的微观形貌及其所处的类型，可以很好地从居民的生活和生产方式上进行预防。（4）颗粒物的粒度研究颗粒物的粒度与人体的健康有很大的关系，粒径越小，越容易进入人的肺部，

4、在人体停留的时间越长，对人体的也危害越大。一个区域细小颗粒物的多少直接影响人体的健康。粒度的研究也很好地为污染物的来源进行分析。（5）可吸入颗粒物中有害金属元素研究：城市可吸入颗粒物的组成非常复杂，富集了大量重金属元素、酸性非金属化合物、有害的有机物（如PAHs、PCBs、有机氯农药等）（魏复盛, 2001）5，直接危害着人们的身体健康。由于在城市中不同的时间和空间中存在着不同污染源，因此大气中可吸入颗粒物存在着时空变化。金属元素可代表不同的污染来源，如Sb, Cd, Pb, Cr, Zn可能来自于垃圾的焚烧，燃油的标志元素则是V和Ni。而有机成分的正构烷烃主要是来自于生物质和化石燃料的不完全

5、燃烧。因此研究哈尔滨市可吸入颗粒物的有害金属元素的时空分布规律，对进行全面地评价大气环境质量、制订大气污染控制措施都具有重要的意义。（6）可吸入颗粒物的健康效应评价及其与有害金属元素、主要微观形貌参数的相关关系研究：国内外众多流行病学的研究证明8 11，可吸入颗粒物浓度水平的升高可导致死亡率的急剧增加，如1930年比利时的Meuse Valley和1952年的伦敦烟雾事件。近几年来虽然国内外加强了可吸入颗粒物对健康的负面效应科学证据的工作，但是可吸入颗粒物对人体健康的损伤机理尚不清楚（魏复盛, 2001）5。国内外的专家通过研究提出了各种假说，但目前最为流行的一种假说是颗粒物中的金属元素催化氧

6、化细胞，从而导致人体细胞发生病变而损伤人体组织。本研究对哈尔滨市不同季节，市区和背景区的大气可吸入颗粒物进行氧化性损伤评价，并将其与样品中的质量浓度和颗粒物的微观参数进行相关性分析，为了进一步研究，寻求导致颗粒物对人体细胞氧化性损伤的机理，从而为决策部门制订污染防治措施提供可靠的依据和切实保护人群的健康，达到社会和谐发展的目的。本研究拟通过对哈尔滨市可吸入颗粒物物理化学特征研究，找出哈尔滨市大气颗粒物组成的时空变化，主要使用场发射扫描电镜（FESEM）对PM10和PM2.5的微观形貌进行研究，找出其变化规律，并对矿物学组成及粒度分布进行研究，找出污染来源；其中以上（5）、（6）两个方面是以后所

7、要研究的内容，本次的研究可以为以后的研究提供足够的数据。为环保部门在哈尔滨市制订有效地控制可吸入颗粒物的污染提供决策依据，同时可为其它城市的可吸入颗粒物的综合评价，主要是健康影响评价提供一套行之有效的方法和手段。2. 国内外发展情况2.1 大气可吸入颗粒物的危害可吸入颗粒物污染已成为城市空气污染的主要指标，严重地危害着人们的日常生产、生活和身体健康。可吸入颗粒物的危害主要表现在以下几个方面：（1）可吸入颗粒物的最大危害是对人体健康的影响。（2）引起空气能见度的降低，给人们的日常出行和交通安全带来不便。国外的诸多研究表明，能见度同PM2.5的质量浓度成负相关关系，对北京市空气能见度的影响研究得到

8、相同结论，并发现颗粒物的消光作用在北京市能见度下降中占有主要地位，与细粒子的关系更为密切；颗粒物引起能见度降低的另一个原因是，可吸入颗粒物可以作为凝结核，吸收空气中的水分形成雾而影响能见度。（3）长距离输送，引起大区域污染。因可吸入颗粒物粒径较小，且在空气中保留的时间较长，因此可以进行长距离输送，从而引起区域性污染。（4）可吸入颗粒物的表面可作为大气化学反应的界面，可发生大量的大气化学反应，产生对人体具极大危害的污染物，如硫酸烟雾、自由基等。（5）可吸入颗粒物是许多病毒、细菌传播的载体，成为多种疾病的传播途径。（6）还可对建筑物、自然景观、生态环境等产生影响。可吸入颗粒物不仅严重地危害着人们的

9、生活环境，更直接危害着人们的身体健康，这是可吸入颗粒物最致命的危害，因此可吸入颗粒物对人体健康的影响成为国内外研究的焦点与热点问题。据世界卫生组织（WHO）估计，全球每年有将近300万人死于大气污染相关疾病，约占全球死亡总数的5%（WHO, 2000）。可吸入颗粒物可引发各种疾病的发生，增加发病率、住院率和死亡率，尤其是呼吸系统疾病及心肺疾病，还可缩短人的正常寿命。哈佛等六城市研究证实，生活在低浓度大气颗粒物环境中的居民要比高浓度城市居民的平均寿命长两年。目前已有大量流行病学调查研究证实了可吸入颗粒物的浓度与发病率、住院率和死亡率之间存在着正相关关系（Chang 等, 2005; Pope,

10、1995）3 4，大量的动物体内、外实验也证实了可吸入颗粒物的遗传毒性和非遗传毒性。下面从流行病学和毒理学两个方面综述国内外研究现状和存在问题。2.2国内外研究现状 诸多流行病学研究结果证实，大气可吸入颗粒物与许多健康效应直接或间接相关，可以对人体呼吸系统、心血管系统、免疫功能产生一定的危害，造成肺功能下降、心肺疾病门诊量的增加和死亡率的升高，还可引起心率变率（HRV）下降，这与心脏病患者和正常人群的死亡率存在相关性。美国的一项研究显示大气中PM10浓度每上升10g/m3，儿童哮喘的就诊率随之增加3%6%。哈佛六城市流行病学调查研究结果：PM2.5每增加10g/m3，由此引起的肺炎死亡率增加4

11、%，慢性障碍性肺疾病增加3%，缺血性心脏病增加2%。而公众焦点集中的肺炎死亡率，只有6%是由自然原因引起的，而16%是由PM引起的死亡；缺血性心脏病32%是由自然原因引起的，而44%是由PM引起的。并且证实PM10同心血管病和呼吸系统疾病的死亡率有关，PM10浓度每增加10g/m3，心血管病和呼吸系统疾病的死亡率会提高0.68%。在“哈佛六城市的研究”中，PM2.5的浓度水平每增加10g/m3，由此引起的肺炎死亡率增加4%，慢性阻塞性肺病增加3%，而缺血性心脏病增加2%。美国癌症学会癌症防治研究（Pope 等, 1995）4对1200000个成年人进行研究，也得到了相同的结论，并根据中国流行病

12、学中死亡率、住院率和慢性呼吸症状与疾病的研究结果，认为大气中PM10的质量浓度每增加1g/m3，由急性病、心血管疾病、呼吸系统疾病引起的死亡率增加0.03%、0.04%和0.06%，而由这三种疾病引起的住院率分别增加0.07%、0.12%、0.15%。而根据问卷抽查的结果表明，长时间暴露于PM10中，其质量浓度每增加1g/m3，所引起成人和儿童患慢性呼吸系统疾病的几率分别增加0.31%和0.44%。Pope等（Pope 等, 1995）4对美国于1979至2000年间死亡的500000人的数据研究证实，PM2.5每增加10g/m3，所有疾病的死亡率每年增加6%，而心肺疾病死亡率增加9%。流行病

13、学的一个重要发现表明，严重的空气污染不仅对呼吸系统有影响，还可增加心血管疾病的发病率和死亡率，事实上在城市空气污染事件中，与肺疾病相比，更多的人死于心血管疾病（Pope 等, 1995）4。目前，文献中对于大气颗粒物的毒理学主要机制与引起肺炎的颗粒物成分之间的关系仍存在着矛盾。识别和研究细颗粒物中那些最初引起肺部疾病的有毒成分已成为毒理学和流行病学研究的目的，为当前流行病学研究中提供了许多细颗粒物物理和化学成分的测定结果，包括颗粒物的质量浓度、粒径大小、数量和硫酸盐、硝酸盐、有机碳、元素碳和金属离子的浓度。基于此，国内外的学者根据对不同类型的颗粒物和颗粒物中的不同成分，提出了几种不同的假说，主

14、要包括以物理特征为基础的假说、有害有机成分假说、酸性气溶胶假说、生物质成分假说、氧化性损伤假说等。但没有一种假说可以很好地解释大气颗粒物对人体损伤的健康效应。1物理特征假说大气颗粒物的物理特征包括质量、粒子数目、粒径大小和表面积。细颗粒物尤其是超细颗粒物具有大的表面积，其表面携带的化学元素与肺胞作用的机会就会增大。而透过上皮细胞进入细胞间隙的超细颗粒物可与巨噬细胞和其它免疫细胞进行反应，很可能发生肺部炎症，继而导致潜在疾病的发生。研究表明，小于0.02m的颗粒可引起严重和持续的肺部炎症。大气颗粒物可能在很短的时间内导致炎症的发生，而超细颗粒物因具有大的表面积可以更容易导致炎症的发生（Donal

15、dson 等, 1998）2。大量研究证明，颗粒物粒径越小，它对人体的损伤能力越大。在PM数量中占很大比重的细颗粒物，比大颗粒具有更大的损伤性，因为细颗粒物更容易保留在肺的间隙细胞，其表面更易与细胞作用。一些流行病学研究发现，超细颗粒物的健康效应与其数量有更好的相关性，但临床研究表明，超细颗粒物的表面属性化学成分可能是引起其毒性的重要因素。2有害有机物假说大气颗粒物中含有多种有机物质，其中许多是“三致”物质，严重地威胁着人类健康。国内外的学者对大气颗粒物中的有机成分进行提取，并对其毒性进行了评价。表明PM2.5比 PM2.5-10中的有机成分具有更大的细胞毒性。颗粒物中的有机成分也可以参与氧化

16、性损伤。3生物质假说(内毒素假说) 生物质假说即是认为颗粒物中的生物质成分如孢粉、细菌、病毒等是导致人体健康损伤的原因。呼吸含内毒素颗粒物可导致呼吸疾病的发生。生物质特征可能包括对某一生物质成分，如细菌内霉素的免疫学反应，内毒素已被证实在某些工作中可导致呼吸系统疾病其它的生物气溶胶还包括过敏原，如与居室灰尘、蟑螂和动物皮屑等相关的抗原等。但它们在环境疾病中所起的作用受到了质疑。4酸性气溶胶假说酸性气溶假说认为气溶胶的酸碱度可对人体健康产生影响，20世纪七八十年代的研究表明，在强酸性硫酸气溶胶的环境下，人或动物的肺功能将受到严重影响。这些疾病的发生同环境中强酸性颗粒物的存在有着直接的关系，硫酸盐

17、只是构成颗粒物酸度H+的一种组分，构成颗粒物酸度的还有其它水溶性组分如硝酸盐、铵盐、氯化物、水溶性有机酸等，直接对人体健康造成影响的应该是颗粒物的酸度。然而，当人或动物暴露在弱酸性的硫酸铵气溶胶环境下，却没有发现这种效应。美国和加拿大24社区的研究结果发现颗粒物中年平均强酸性每增加52nmol/m3会导致用力肺活量（FVC）和第1秒用力肺活量（FEV1）分别下降3.5%和3.1%，对应于强酸性范围的低功能相对危险度为2.5。这份研究结果指出长期暴露于颗粒物强酸性下会对儿童的肺功能增长、发育和功能都造成不利的影响。但近几年很少有学者将颗粒物对健康的影响机制集中在酸性气溶胶假说上。5氧化性损伤假说

18、 随着大气颗粒物毒理机制研究的增多，氧化性损伤假说得到认可，即认为颗粒物中成分，如金属元素、半醌和超细颗粒物可对细胞直接进行氧化性损伤，也可通过催化氧化空气中的氧气或其它成分而产生活性氧（ROS）或自由基，这一机制可能是颗粒物导致肺损伤的主要原因。氧化性损伤可导致DNA损伤，引起细胞发生反应产生蛋白质。导致氧化性损伤和细胞破坏的ROS或自由基，如羟自由基很可能是通过PM10相关的过渡金属元素产生，颗粒物表面稳定的自由基还能在其它类型颗粒物与细胞作用时起协同作用。越来越多的研究表明，过渡性金属元素可催化氧化生物分子，因此与这些过渡金属相关的毒性至少可以导致组织的氧化性损伤。近来的研究表明，铁、铜

19、、镉、铬、铅、镍和钒均表现出产生活性氧的能力，可导致脂质的过氧化反应、DNA的损伤、巯基的损耗和钙的动态平衡变化。既然活性氧和自由基是氧化性损伤的直接原因，大气颗粒物中的什么成分会产生自由基呢？国外众多的学者将研究的焦点转移到了这一问题上。研究证明，PM中的醌类化合物是一种持续产生自由基的机制。而更多的研究证明大气颗粒物中的水溶部分，尤其是金属离子是导致细胞或DNA氧化性损伤的原因。研究认为，大气颗粒物中水溶和非水溶部分的具催化能力的金属的氧化产物均能对细胞进行氧化性损伤，故认为细胞的氧化性损伤来自于水溶和非水溶两部分。进一步的研究表明，水溶性的金属离子是产生自由基的主要原因。然而金属离子的毒

20、性与其溶解性、吸收性、体内运输、化学活性和在体内的络合相关，而金属离子产生自由基和最终毒性的机制最常见的是氧化还原生物机体细胞。更进一步的研究表明，可吸入颗粒物的氧化性损伤主要由某一过渡金属离子引起的。过渡金属的毒性主要包括神经毒性、肝毒性和肾毒性。Adamson等（2000）1对EHC-93的研究表明其毒性很可能来自于颗粒物中水溶性锌的水平，因为在实验中不含锌的其它金属的混合溶液只引起很小的肺反应。在国内，中国矿业大学大气污染与控制所对北京市室内外的可吸入颗粒物的氧化性损伤进行初步研究也得到了同样的结论10 12。但以前的研究对单一的Zn2+进行毒性分析时，表明Zn2+的毒性明显小于水溶性的

21、Fe、Cu和Ni。并利用质粒DNA法测得Zn2+的TD50值1000g/mL，远大于Fe2+、 Fe3+ 、Cu2+ 和VO2+的TD50值，也表明了样品中若只有Zn2+时其生物活性（或毒性）并不强，但当与其它元素共同作用时产生的损伤却很大19。研究发现，当暴露于Cu2+和Zn2+混合物时，所产生的细胞损伤较单独暴露于Cu2+或Zn2+时损伤更严重。也证明了Cu2+和Zn2+混合物对DNA的损伤程度比Cu2+或Zn2+的单独作用大的多，因此证明了Zn2+的协同效应，并且当Zn2+的剂量大于0.25g/mL时，协同作用产生的DNA损伤是只有Cu2+作用时的10倍之多。同时这种协同作用也发生在Zn

22、2+与Fe3+和VO2+的混合物中，但当Zn2+与Fe2+混合时，即使Zn2+的剂量达到80g/mL也未观察到协同效应，表明Zn2+的协同作用有选择性。Zn2+对关键的信号转换起作用的活性机制包含由于暴露于PM中普遍存在的Zn2+后而引起的一系列的细胞反应，它是以一种惊人的特定方式，通过对生理信号系统的破坏而引起细胞反应20。由于流行病学只能提供暴露和致病结果之间的关系9，不能解析PM对人体健康的影响的真正原因，经过观察和研究，并且也不能分辨出健康效应和颗粒物成分之间的关系，因为颗粒物的成分是随时间和空间变化的。因此国内外的学者加强了毒理学方面的研究。目前，国内外对大气中的颗粒物进行毒理学评价

23、多使用分子生物学方法，它使毒理学研究提高到分子水平，主要包括体内方法 (in vivo )和体外方法(in vitro)。常见的体内方法即是整体实验方法，通常以动物为实验对象，将实验动物暴露于某一污染环境或按一定的剂量/体重注入到实验动物体内后，连续观察一定时间内所产生的机体反应。如成年雄鼠模拟实验，将不同剂量的残余燃油飞灰颗粒注入实验鼠体内后进行不同时间（1、2、3和4天）的实验观察，发现产生不同程度的心律不齐。体内方法主要有支气管灌洗法（BAL），这一方法主要是将采集到的大气颗粒物配成一定浓度，灌注到实验动物的体内，如大鼠，然后进行灌洗，将靶细胞从灌洗液（BALF）中进行分离，观察靶细胞变

24、化，也可进行肺组织研究（Adamson 等, 1988）1。由于体内的方法中整个实验过程复杂，所需时间长，而且比体外方法的成本高。因此在评价PM的毒理效应时更常用的是体外方法，国内外的众多学者利用体外方法对PM的毒理效应进行研究14 13。体外方法主要是将提取的靶细胞，如人体的肺细胞、上皮细胞等进行培养，后与一定浓度PM进行不同时间（6、12、24小时等）的作用，观察反应终点 (endpoints) 的反应，进行剂量反应或时间效应之间的关系研究。PM对细胞的损伤，尤其是具遗传毒性的致癌物质往往直接作用于细胞中的DNA，因此可以用相对简单的实验进行毒理学的研究11。常用的体外方法有溶血活性实验法

25、、Ames试验、微核试验（Micronuclei Test）、染色体畸变试验、单细胞凝胶电泳法（SCGE，彗星实验）。体外实验要选择一定的效应终点进行研究，而对PM的毒理学研究是通过监视指标进行判断，如IL-6（interleukin-6）或IL-8等，对指标细胞的研究，可提供PM的毒理效应。大气颗粒物具有细胞毒性和遗传毒性。研究发现空气污染能够增加癌症特别是肺癌的发病率，由于肿瘤发生的一个重要原因是基因突变，因此初步判断空气污染可能与遗传突变有密切关系。而最近的研究表明，大气颗粒物可造成遗传物质DNA突变，甚至还可以遗传给后代。也可以直接用DNA作为监视指标。2.3 存在的问题目前，国内外研

26、究者对可吸人颗粒物进行了较为广泛的研究并取得了一定的进展，但是在该领域也存在一些不足之处，主要是: （1）对于可吸人颗粒物产生机理的研究有待于进一步深人，除了粉体自由下落过程之外，对于其它操作过程如混合、研磨、粉碎、转动等实际过程研究较少；（2）对于过程中不同阶段产生颗粒物的行为还不太清楚，以自由下落过程为例，下落阶段产生的一次粉尘与落下后产生的二次扬尘区别很大，应当对不同阶段分别加以研究；（3）目前缺少优化操作条件、操作方式的方法，以通过加湿来进行抑尘为例，具体到加湿方式(预加湿或在线加湿)、最佳加湿量、加湿对物料特性的影响、加湿操作费用等，都是需要深人研究的内容；（4）需要进一步采用微尺度

27、对可吸人颗粒物上有机物的生成机理进行研究，深人探讨可吸人颗粒物上矿物组分和重金属对有机物的催化分解作用、有机污染物与无机污染物之间的协同效应，建立有机物的转化模型。3. 研究的主要方法、手段：3.1研究方法（1）选择合适的采样点：采样点为：1）.市区采样点市区人民体育馆采样点，位于哈尔滨市开源街人民体育馆二楼阳台；黑龙江科技学院（嵩山校区），此处位于嵩山路，采样点位于嵩山路以东100米，二楼平台，据地面约4米的高度，此处和人民体育场采样点都处于交通繁忙区和居民区； 2）黑龙江科技学院，位于松花江江堤附近，且是交通稍微繁忙区,作为郊区采样点；3）黑龙江二水厂区，此处位于松花江江堤，且交通极少，作

28、为背景点。（2）对哈尔滨地区三个采样点大气PM10和PM2.5的质量浓度进行冬季连续监测。（3）对所采样品进行微观形貌分析并通过电镜扫描观察其结构。（4）研究PM10和PM2.5的主要类型及其对PM的贡献率。（5）分析其微观参数，包括数量-粒度、体积-粒度等物理参数。（6）从微观形貌分析中对PM10和PM2.5的来源进行分析。（7）在把以上的数据分析完以后，参考像北京、上海等一些大城市的数据及图象，与它们作出比较，进而得出哈尔滨市可吸收颗粒物的物理化学特征。3.2 研究路线技术路线流程图说明：（1）文献调研、资料查询在做此项研究之前，翻阅大量有关大气颗粒物的资料，参考其它城市关于此方面的研究，

29、然后根据哈尔滨的天气情况，明确出自己要研究的课题，即而定下采样点、采样仪器以及采样方法和路线的选取。（2）室内研究主要是指除了采样之外所要做的工作，比如样品的处理、图象的分析、可能来源的分析等其它工作。3.3 研究内容（1）质量浓度变化与日变化：主要是指采样时间段内，大气可吸入颗粒物污染浓度随时间的变化规律。（2）浓度与气象的关系：主要是指大气PM2.5和PM10的质量浓度与温度、湿度和风速的关系。（3）扫描电镜的微观形貌观察：主要是指利用SEM扫描电镜观察大气可吸入颗粒物中颗粒物的微观形貌特征，并根据它们的类型及来源分为不同的颗粒物，如飞灰、烟尘集合体、矿物等。并用单颗粒物分析方法作出矿物的

30、主要元素组成。（4）颗粒物类型的对PM的贡献：主要是指从来源及污染浓度方面分析，说明颗粒物的主要来源方向和大致的污染程度。（5）微观参数分析：在本研究中主要指对大气PM2.5和PM10的数量-粒度以及体积-粒度分布特征的研究。（6）来源分析：根据以上所作质量浓度、微观形貌以及粒度分布，指出其明确的来源。4. 质量浓度、微观形貌以及成分、粒度分布主要是指经过对各方面的分析，给每一个部分做一个小结。4. 可行性分析：我认为我的毕业设计是可行的，因为在做毕业设计前及设计中，不管是从理论和实践中，我都做了充分的准备。具体如下：1.有先进的设备（1）Negrretti（UK）粒度切割器Negrretti

31、（UK）采样头，配KB80-E型采样泵（青岛崂山电子仪器厂），流量可调，将流量调为100L min-1时采集PM10；将流量为4L min-1时采集PM2.5。使用的滤膜是孔径为0.6m聚碳酸酯滤膜，滤膜直径为47mm。所采集的样品可被用来进行FESEM和ICP-MS分析和质粒DNA评价实验，需要注意的是用于FESEM的样品量要较少，因而采样时间需要控制好。（2）带能谱的扫描电镜(SEM-EDX)采用 LEO453VP 环境扫描电镜(英国),配有 LinkISIS 能谱分析系统;所用电压 20keV,电流 600Pa,电子束斑直径为1m,电子束的穿透能力为5m,信号采集时间为 30s。（3）场

32、发射扫描电镜（FESEM）2.有明确的设计任务（1）在对研究区大气PM10和PM2.5的质量浓度连续一年监测的基础上，对比不同地区PM10和PM2.5的质量浓度及其比值的日、月、季的变化规律，PM10和PM2.5的质量浓度与气象因子的关系进行分析。（2）使用场发射扫描电镜（FESEM）对PM10和PM2.5的微观形貌进行研究，获取其微观图像，使用图像处理软件进行分析，研究PM10和PM2.5的主要类型及其对PM的贡献率，分析其微观参数，包括粒径数量、体积数量和表面积数量等物理参数。从微观形貌分析中还可以对PM10和PM2.5的来源进行分析。（3）有明确的研究方法和路线（可见上述）。（4）有自己

33、对所学知识的总结和领悟大学四年以来，我主要学习并掌握了掌握水污染控制工程、空气污染控制工程、噪声污染控制工程、固体废物处理处置与资源化工程的基本原理和设计方法；（5）查阅了大量有关此方面的资料，比如城市大气可吸入颗粒物物理化学特征及生物活性研究，邵龙义 杨书申 时宗波 吕森林。（6）有刘彦飞老师的指导和其他同学的帮助。通过上述，我认为我对毕业设计可行已有充分的准备，并且有信心做的非常好。5. 论文提纲1.绪论1.1 大气可吸入颗粒物概述1.2 国内外研究现状1.3 研究目的及意义1.4 研究的内容、思路及技术路线1.5 研究工作概述1.6 主要认识2. 哈尔滨市冬季大气PM2.5和PM10的污

34、染水平2.1 哈尔滨市大气可吸入颗粒物污染水平2.2 各个采样点污染水平的对比2.3 哈尔滨市与北京市污染水平的对比3. 哈尔滨市大气PM10和PM2.5的显微形貌分析3.1 扫描电镜（SEM）的基本原理3.2 哈尔滨市大气颗粒物PM10和PM2.5中主要单颗粒物类型3.3 哈尔滨市不同时间、不同地点PM10和PM2.5显微形貌对比3.4 哈尔滨市与其他城市显微形貌分析对比4. 哈尔滨市大气PM10和PM2.5的矿物颗粒的物理化学特征研究待添加的隐藏文字内容34.1 哈尔滨市矿物颗粒的类型4.2 哈尔滨市矿物颗粒中硫的变化5. 哈尔滨市大气PM10和PM2.5的力度分布特征研究及来源分析5.1

35、 大气颗粒物图象分析基本步骤5.2 不同地区大气PM10和PM2.5的数量粒度分布研究5.2不同地区大气PM10和PM2.5的体积粒度分布研究6.创新点7. 结论与展望8. 参考文献9. 致谢6.创新点1. 在哈尔滨地区首次采用SEM-EDX、FESEM-EDX等单颗粒分析方法对哈尔滨市冬季可吸入颗粒物的物理特征进行系统研究，获得哈尔滨市可吸入颗粒物的微观形貌、粒径分布等物理特征。2. 首次对哈尔滨冬季大气PM10和PM2.5的污染水平经行了分析，并研究其与气象条件的关系。3. 利用单颗粒物分析方法首次分析哈尔滨市冬季大气可吸入颗粒物中矿物的硫化现象。8. 时间进程各阶段工作内容起讫日期备注1

36、毕业实习、资料收集以及完成开题报告第1周第3周三周2采样第4周第6周四周3场发射扫描电镜、图象、来源等一些方面的研究第7周第10周四周4整理毕业论文第11周第13周三周5准备毕业设计答辩第14周一周9. 参考文献：1 Anderson, J.R., Aggett F.J., Buseck, P.R., Germani, M.S., Shattuck, T.W., 1988. Chemistry of individual aerosol particles from Chandler, Arizona, an arid urban environment. Environmental Scie

37、nce and Technology 22, 8118182 Donaldson K., Brown D.M., Mitchell C., Dineva M., Beswick P.H., Gilmour P., MacNee W., 1997. Free radical activity of PM10: iron-mediated generation of hydroxyl radicals. Environmental Health Perspective 105(S5), 128512893 Chang, Y.S., Arndt, R.L., Carmichael, G.R., 19

38、96. Mineral base-cation deposition in Asia. Atmospheric Environment 30, 241724274 Pope III, C.A., Dockery, D.W., Schwartz, J.1995. Review of epidemiological evidence of health effects of particulate air pollution. Inhalation Toxicology 7, 1185 魏复盛, 胡伟, 吴国平, 滕恩江, Zhang, J., Chapman R.S.空气污染对儿童肺功能指标影响

39、的初步分析.中国环境监测, 2001,17(特刊): 61656 李安春. 中国东部海域矿物气溶胶通量及物质组成特征研究D . 青岛: 中国科学院海洋研究所. 19987 刘咸德, 贾红, 齐建兵, 等. 青岛大气颗粒物的扫描电镜研究和污染源识别J . 环境科学研究, 7 (3) : 1017. 19948 邵龙义, 时宗波. 北京西北城区与清洁对照点夏季大气PM10的微观特征及粒度分布J . 环境科学, 24 (5) : 1116. 20039 唐孝炎. 大气环境化学M .北京: 高等教育出版社, 199010 汪安璞, 杨淑兰, 沙因. 北京大气气溶胶单个颗粒的化学表征J . 环境化学,

40、15 (6) :488495. 199611 张远航. 北京市大气颗粒物细粒子污染特征和来源分析A .“燃烧源可吸入颗粒物的环问题”报告专家论文集. 工程科技(第十四场) , 2001.中国工坛C 12 邵龙义 杨书申 李卫军 肖正辉 陈江峰 大气颗粒物单颗粒分析方法的应用现状及展望 北京 中国矿业大学（北京）煤炭资源教育部重点实验室 中国矿业大学（北京）资源与地球科学系13 邵龙义 陈江峰 吕劲 Oldroyd A 肖正辉 燃煤电厂粉煤灰的矿物学研究 北京100083中国矿业大学（北京）资源与地球科学系 中国矿业大学（北京）煤炭资源教育部14 邵龙义 王延斌 吕森林 刘永福 北京市冬季室内空

41、气PM10微观形貌及粒度分布赵厚银中国矿业大学资源与地球科学系 北京100083教授15 李卫军 邵龙义 吕森林 北京西北城区2002年春季大气可吸入颗粒物的粒度分布特征 中国矿业大学（北京校区）资源与地球科学系 北京16 Durham, O. C. (1943): The volumetric incidence of atmospheric allergenes, I. Specific gravity of pollen grams. J.Allergy 14, (1943), 45546117 Gregory, P. H. (1973): The microbiology of the

42、 atmosphere (2 nd edition). Leonard Hill Books, Aylesbury18 Levin, Z.; N. Sandlermann; A. Moshe; T. Berthold; S. A. Yankowsky (1980): Citrus - derived bacteria active as freezing nuclei at 25 C. Proc. 8 h Int. Conf. Of Cloud Physics, Clermond-Ferrand19 Maki, L. R.; K. J. Willoughby (1978): Bacteria as Biogenic Sources of freezing nuclei. J. Applied Meteorology 17,(1978); 1049105320 Matthias-Maser, S.; R. Jaenick (1994): Examination of atmospheric bioaerosol particles with radii 0,2 pro. J.Aerosol Science 25, (1994), 16051613指导教师意见教师签字：年 月 日毕业论文领导小组意见 组长签字： 年 月 日